常考实验小练（4）电解水-2021-2022学年九年级化学鲁教版上册（含解析）

2021-2022学年九年级上册化学鲁教版常考实验小练
（4）电解水
一、知识讲解
实验原理
2、实验装置
3、实验现象
通电一段时间后，两个电极表面都有无色气泡产生，正极的少，负极的多，正负极气体的体积比大约为 1：2
巧记：正氧负氢，氢二氧一
4、气体检验
（1）用带火星的木条靠近气体体积较小的玻璃管的尖嘴处，带火星的木条能够复燃；证明与正极相连的玻璃管内产生的是氧气
（2）用燃着的木条靠近气体体积较大的玻璃管的尖嘴处，气体燃烧（有轻微爆鸣声）并产生淡蓝色火焰；证明与负极相连的玻璃管内产生的是氢气
5、实验结论
（1）水在通电条件下生成氢气和氧气
（2）水是由氢、氧两种元素组成的。
（3）1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
（4）本实验同时验证了“在在化学变化中，分子可以分裂成原子，但原子不能再分”
二、跟踪练习
1.如图是电解水并收集、检验生成气体的装置图，下列说法不正确的是( )
A.加入氢氧化钠的目的是增强导电性
B.反应过程中，U形管内左、右两边液面始终齐平
C.将燃着的木条放在试管口d处，会燃烧得更旺
D.电源a端是正极，b端是负极
2.如图是电解水实验的装置图，下列说法正确的是（　　）
A.在水中加入少量氢氧化钠以增强导电性
B.a、b玻璃管中产生的气体分别是和
C.水分子的模型可以用来表示
D.此实验得出的结论：水是由氢气和氧气组成的
3.理论上电解水得到氧气和氢气的体积比为1:2，某同学用碳棒作电极进行电解水实验，得到氧气和氢气的体积比小于1:2，对产生此现象的原因猜想不合理的是( )
A.水中溶解的氧气比氢气多
B.部分氧气与碳棒反应
C.部分氧气被碳棒吸附
D.部分氧气与氢气反应重新生成了水
4.有关如图实验的说法正确的是( )
A.点燃氢气前不用检验纯度
B.干冷烧杯内壁无明显变化
C.b管气体能使带火星木条复燃
D.两个实验均可证明水的组成
5.1800年，人类电解水获得成功。某同学利用如图所示装置进行该实验时，发现左、右两侧试管内气体体积比略大于2:1，下列说法错误的是（已知：①相同条件下，气体的体积比等于气体的分子个数比；②常温常压时，1L水可溶解0.031L氧气、0.57L臭氧。）( )
A.水在通电时能发生化合反应
B.实验中若加入少量氢氧化钠溶液，则导电性增强
C.从实验结果可以确定，相同条件下，氢气在水中的溶解能力比氧气的小
D.若右侧试管内产生少量臭氧，也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2:1
6.水是生命之源。如图为电解水的实验装置，下列说法正确的是( )
A.该实验可用于研究水的组成
B.正极所连的电极上产生的是氢气
C.b中产生的气体可支持燃烧
D.实验过程中漏斗内液面高度不变
7.下面关于水电解实验的叙述正确的是（ ）
A.实验说明水是由氢氧两种元素组成的
B.实验说明水是由氢气和氧气组成的
C.水电解的化学方程式：
D.如图若试管气体为，则试管气体为
8.如图是电解水的简易装置图，回答下列问题；
（1）甲管生成_______，b是电源________极，检验乙管中气体的方法是_________水分解反应的文字表达式为_________.
（2）此实验可证明水是由_______组成的.
（3）理论上甲管和乙管中气体的体积比为2：1.某同学在做该实验时，测得甲管和乙管中气体的体积比大于2：1.请你对他得到这个数据的原因作出猜测_________（写一条）.
9.阿伏加德罗曾经总结出下面一条定律：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数。如图是电解水的简易装置。
（1）根据图中出现的现象，在括号中标出电源的正极和负极。（用“+”或“－”表示）
（2）如果正极产生的气体为8mL，则在负极产生的气体应为_______mL。
（3）如果正极产生的气体分子个数为，则负极产生的气体分子个数为_______。
（4）电解水时，常在水中加少量的硫酸钠或氢氧化钠溶液，目的是_______。
（5）写出水电解反应的文字表达式：_______，该反应属于_______反应。
（6）该实验可以得出水是由_______组成的。
10.学习水的组成这一课题后，同学们已经知道水在通电的条件下能生成氢气和氧气。
某研究性学习小组的同学对电解水的实验很感兴趣，很想通过实验验证这一结论。于是在征得老师的同意后进行实验，实验记录如下：
电解时间/min 2 4 6 8 10 12 14 ……
负极生成的气体/mL 7 15 23 31 39 47 55 ……
正极生成的气体/mL 2 5 9 13 17 21 25 ……
（1）电解水生成氢气和氧气的理论体积比是______。
（2）小明是这次实验的参与者，经过认真分析实验数据，他发现了下列问题：
①开始实验时，氢气和氧气实际的体积比______（填“大于”“等于”或“小于”）2:1。
②从第______分钟起，每两分钟内负极与正极生成气体的体积比等于2:1。
③请你推测一下产生这一问题的可能原因是______。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由于氢氧化钠在水中能解离出自由移动的离子，所以常在水中加入氢氧化钠以增强导电性，故A正确；反应过程中，U形管内左、右两边液面始终齐平，故B正确；由于氧气的密度比空气略大，则b端产生的气体为氧气，将燃着的木条放在试管口d处，木条燃烧得更旺，故C正确；根据“正氧负氢”，可知电源a端是负极，b端是正极，故D不正确。
2.答案：A
解析：A、在水中加入少量氢氧化钠，可以增强水的导电性，故A正确；
B、电解水时，与电源正极相连的试管内产生的气体体积少，与电源负极相连的试管内的气体体积多，a、b玻璃管中产生的气体分别是和，故B不正确；
C、1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则水分子的模型不能用来表示，故C不正确；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故D不正确。故选A。
3.答案：D
解析：可能是水中溶解的氧气比氢气多，导致得到氧气和氢气的体积比小于1:2，A说法正确；可能是部分氧气与碳棒反应，导致得到氧气和氢气的体积比小于1:2，B说法正确；可能是部分氧气被碳棒吸附，导致得到氧气和氢气的体积比小于1:2，C说法正确；氧气与氢气反应重新生成了水，对得到氧气与氢气的体积比没有影响，D说法错误。
4.答案：D
解析：氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，点燃氢气前需检验纯度，故A选项说法错误。氢气燃烧生成水，干冷烧杯内壁有水雾出现，故B选项说法错误。b管与电源的负极相连，产生的气体是氢气，具有可燃性，不能使带火星木条复燃，故C选项说法错误。氢气燃烧生成水，电解水生成氢气和氧气，两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故D选项说法正确。
5.答案：A
解析：水在通电时由一种物质生成了两种物质，能发生分解反应，A错误；实验中若加入少量氧氧化钠溶液，能增强水的导电性，B正确；从实验结果可以确定，相同条件下，氢气在水中的溶解能力比氧气的小，C正确；若右侧试管内产生少量臭氧，会减少氧气的生成，且常温常压下臭氧的溶解能力强于氧气，也会使左右两侧试管内气体体积比略大于2:1，D正确。
6.答案：A
解析：A.该实验可用于研究水的组成，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确；B.与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少，正极所连的电极上产生的是氧气，故选项说法错误；C.b管与电源负极相连，产生的气体体积多，b中产生的气体是氢气，能燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法错误；D.随着反应的进行，产生气体后，密闭发生装置内气压增大，实验过程中漏斗内液面高度上升，故选项说法错误。
7.答案：A
解析：A. 水在通电条件下生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，反应前后元素种类不变，因此，实验说明水是由氢氧两种元素组成的，正确；B. 实验说明水是由氢元素和氧元素组成的，错误；C. 书写化学方程式的步骤一般有四步：1.根据实验事实，在式子的左、右两边分别写出反应物和生成物的化学式，并在式子的左、右两边之间画一条短线；当反应物或生成物有多种时，中间用加号（即“+”）连接起来。2.配平化学方程式，并检查后，将刚才画的短线改写成等号（表示式子左、右两边每一种元素原子的总数相等）。3.标明化学反应发生的条件（因为化学反应只有在一定的条件下才能发生）；如点燃、加热（常用“△”号表示）、催化剂、通电等。并且，一般都写在等号的上面，若有两个条件，等号上面写一个下面写一个。4.注明生成物中气体或固体的状态符号（即“↑”、“↓”）；一般标注在气体或固体生成物的化学式的右边。但是，如果反应物和生成物中都有气体或固体时，其状态符号就不用标注了。水在通电条件下生成氢气和氧气，化学方程式：，错误； D. 电解水时，正极生成的是氧气，负极生成氢气，氢气是氧气体积的2倍，若a试管气体为5mL，则b试管气体为2.5mL，错误。故选A。
8.答案：（1）氢气； 正； 用带有火星的木条检验，木条复燃说明是氧气； （2）氢元素和氧元素（3）氧气比氢气更容易溶于水中等
解析： （1）由电解水的简易装置图可知，甲管生成的气体较多，是氢气，a是电源的负极，则b是电源正极，乙管中气体是氧气具有助燃性，检验乙管中气体的方法是：用带有火星的木条检验，木条复燃说明是氧气，水分解反应的文字表达式为：；
（2）此实验可证明水是由氢元素和氧元素组成的；
（3）理论上甲管和乙管中气体的体积比为2：1.某同学在做该实验时，测得甲管和乙管中气体的体积比大于2：1.对他得到这个数据的原因作出猜测是：氧气比氢气更容易溶于水中等。
9.答案：（1）从左到右：－；+
（2）16
（3）
（4）增强水的导电性
（5）水氢气+氧气；分解
（6）氢元素和氧元素
解析：气体多的是氢气，气体少的是氧气，产生氢气的电极是负极，产生氧气的电极是正极；氢气、氧气的体积比为2:1，氧气的体积是8mL，则氢气的体积是16mL；由“在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数”，可得出产生的氢气分子数是氧气分子数的2倍，则负极产生的氢气分子数是。
10.答案：（1）2:1
（2）①大于；②4；③相同条件下，氧气在水中的溶解能力比氢气在水中的溶解能力大，部分氧气溶解在水中；部分氧气与电极发生了反应
解析：电解水生成氢气和氧气的理论体积比是2:1；根据实验记录可知，开始时氢气和氧气实际的体积比和理论体积比不符，大于2:1，氧气体积较少。可能原因：氧气比氢气易溶于水或生成的氧气与电极发生反应。